CN113969118A - 粘合片、带有粘合剂的偏振板以及图像显示装置及其制造方法 - Google Patents

粘合片、带有粘合剂的偏振板以及图像显示装置及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及粘合片、带有粘合剂的偏振板以及图像显示装置及其制造方法。粘合片(21)包含含有丙烯酸类基础聚合物和紫外线吸收剂的粘合剂组合物。粘合片的波长380nm的光的透射率优选为5%以下。构成丙烯酸类基础聚合物的单体成分中,优选含羟基单体、含羧基单体、含氮原子单体等极性单体的量少。

Description

粘合片、带有粘合剂的偏振板以及图像显示装置及其制造 方法
技术领域
本发明涉及用于形成图像显示装置的粘合片和带有粘合剂的偏振板、以及图像显示装置及其制造方法。
背景技术
液晶显示装置、有机电致发光显示装置正在被广泛用作手机、智能手机、车载导航装置、个人电脑用显示器、电视机等各种图像显示装置。液晶显示装置根据其显示原理在液晶单元的可视侧表面上配置有偏振板。在有机电致发光等自发光型显示装置中,为了抑制外部光被金属电极(阴极)反射而看起来像镜面一样,在单元的可视侧表面上配置有圆偏振板(偏振板与1/4波长板的层叠体)。
为了防止由来自外表面的冲击引起的图像显示面板的破损等,在图像显示装置的可视侧表面上设置有透明树脂板、玻璃板等正面透明板(也称为“覆盖窗口”)。覆盖窗口通过粘合片与配置在图像显示面板的可视侧表面上的偏振板贴合。
作为偏振板,通常为在偏振器的两面上贴合有透明保护膜的层叠结构,但是从图像显示装置的薄型化、柔性化的观点出发,提出了省略偏振器的一面或两面的透明保护膜的结构。例如,在专利文献1中公开了通过以与偏振器接触的方式配置的粘合片贴合覆盖窗口的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2017/216886号
发明内容
发明所要解决的问题
对于利用以与偏振器的可视侧表面接触的方式设置的粘合片贴合有覆盖窗口的图像显示装置,发现在耐候试验中容易发生偏振器的黄变、在加湿耐久试验中容易发生偏振器的褪色等,耐久性存在问题。为了提高耐久性而调节以与偏振器接触的方式配置的粘合剂的组成时,具有胶粘可靠性降低的倾向。鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种能够形成能够有助于薄型化、并且不易发生偏振器的变色、偏振器与覆盖窗口的剥离等的具有优良的耐久性的图像显示装置的粘合片。
用于解决问题的手段
本发明的一个实施方式为一种粘合片,所述粘合片用于包含含有碘的聚乙烯醇类膜的偏振器与图像显示装置的覆盖窗口的贴合。粘合片包含含有丙烯酸类基础聚合物和紫外线吸收剂的粘合剂组合物,并且以与偏振器接触的方式配置。粘合片的波长380nm的光的透射率优选为5%以下。
在粘合剂组合物中所含的丙烯酸类基础聚合物中,相对于单体成分的合计100重量份,含氮单体的量优选为5重量份以下,含羟基单体的含量优选为0.1重量份~8重量份,含羧基单体的含量优选为1重量份以下。
在丙烯酸类基础聚合物中,相对于单体成分的合计100重量份,可以含有20重量份~75重量份的不含羟基、羧基和氮原子中的任一种且均聚物的玻璃化转变温度为10℃以上的高Tg单体。高Tg单体可以为具有脂环式结构的(甲基)丙烯酸酯。
在丙烯酸类基础聚合物中,相对于单体成分的合计100重量份,可以含有20重量份~79重量份的均聚物的玻璃化转变温度为-40℃以下的(甲基)丙烯酸烷基酯。
丙烯酸类基础聚合物可以具有利用热交联剂形成的交联结构。
构成粘合片的粘合剂组合物可以含有光聚合引发剂和在一分子中具有两个以上可光聚合官能团的可光聚合多官能化合物。
本发明的一个实施方式为一种带有粘合剂的偏振板,其中,以与包含含有碘的聚乙烯醇类膜且具有第一主面和第二主面的偏振器的第一主面接触的方式配置有上述粘合片。带有粘合剂的偏振板可以在偏振器的第二主面侧还具备粘合片。配置于偏振器的第二主面侧的粘合片可以与偏振器的第二主面接触,也可以隔着其它层层叠在偏振器的第二主面上。
本发明的一个实施方式为一种图像显示装置,所述图像显示装置在图像显示单元的表面上依次具备第二粘合片、包含含有碘的聚乙烯醇类膜的偏振器、第一粘合片和覆盖窗口,其中,第一粘合片为上述粘合片并且以与偏振器接触的方式配置。
在构成粘合片的粘合剂组合物含有可光聚合多官能化合物和光聚合引发剂的情况下,在图像显示装置的形成中,可以通过第一粘合片将偏振器与覆盖窗口贴合,然后从覆盖窗口侧照射活性光线,从而使粘合剂组合物光固化。
发明效果
以与偏振器的可视侧表面接触的方式配置有本发明的实施方式的粘合片的图像显示装置抑制了因来自外部的紫外线、加热/加湿等引起的偏振器的变色或褪色,耐久性和层间的胶粘可靠性优良。
附图说明
图1是示意性地示出图像显示装置的一个实施方式的剖视图。
图2是示出带有粘合剂的偏振板的一个方式的剖视图。
图3是示出带有粘合剂的偏振板的一个方式的剖视图。
标号说明
10 偏振板
11 偏振器
15 光学层
21、22 粘合片
81、82 带有粘合剂的偏振板
60 图像显示单元
70 覆盖窗口
100 图像显示装置
具体实施方式
本发明的一个实施方式为在图像显示装置中以与偏振器的可视侧表面接触的方式配置的粘合片,所述粘合片用于偏振器与覆盖窗口的贴合。
图1是示出在可视侧表面上具备覆盖窗口的图像显示装置的一个方式的剖视图。图像显示装置100具备借助粘合片22贴合在图像显示单元60的表面上的偏振板10,并且具备通过本发明的实施方式的粘合片21贴合在偏振板10上的覆盖窗口70。
偏振板10具备包含含有碘的聚乙烯醇类膜的偏振器11。在含有碘的聚乙烯醇类偏振器中,聚乙烯醇的聚合物链与多碘离子(I3 -和I5 -)形成络合物,通过聚合物链沿规定方向取向而多碘离子发生取向,由此发挥偏振性能。
在偏振器11的第二主面(图像显示单元60侧的表面)上可以设置有适当的光学层15。在偏振器11的第一主面(可视侧的表面)上以与偏振器11接触的方式配置有本发明的实施方式的粘合片21。通过在偏振器11的可视侧以不隔着其它光学层的方式配置粘合片21,能够实现图像显示装置的薄型化、柔性化。
[粘合片]
<基础聚合物>
构成粘合片21的粘合剂组合物含有丙烯酸类基础聚合物。丙烯酸类基础聚合物含有(甲基)丙烯酸烷基酯作为主要的构成单体成分。需要说明的是,在本说明书,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸。
作为(甲基)丙烯酸烷基酯,优选使用烷基的碳原子数为1~20的(甲基)丙烯酸烷基酯。(甲基)丙烯酸烷基酯中,烷基可以具有支链,也可以具有环状烷基(脂环式烷基)。
作为具有链状烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的具体例,可以列举:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸异十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸异十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸异十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯等。
作为具有脂环式烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的具体例,可以列举:(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸环庚酯、(甲基)丙烯酸环辛酯等(甲基)丙烯酸环烷基酯;(甲基)丙烯酸异冰片酯等具有二环式脂肪族烃环的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸四氢二聚环戊二烯基酯、(甲基)丙烯酸四氢二聚环戊二烯基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氢三聚环戊二烯基酯、(甲基)丙烯酸1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸2-甲基-2-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基-2-金刚烷基酯等具有三环以上的脂肪族烃环的(甲基)丙烯酸酯。具有脂环式烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯可以是(甲基)丙烯酸3,3,5-三甲基环己酯等在环上具有取代基的(甲基)丙烯酸烷基酯。另外,具有脂环式烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯也可以是(甲基)丙烯酸二氢二聚环戊二烯基酯等含有脂环式结构与具有不饱和键的环结构的稠环的(甲基)丙烯酸酯。
相对于构成丙烯酸类基础聚合物的单体成分总量100重量份,(甲基)丙烯酸烷基酯的量优选为60重量份以上,更优选为70重量份以上,进一步优选为80重量份以上,也可以为85重量份以上、90重量份以上或92重量份以上。
丙烯酸类基础聚合物优选含有具有可交联官能团的丙烯酸类单体作为共聚单体成分。通过基础聚合物具有可交联官能团,能够使基础聚合物与交联剂反应,从而提高粘合剂的凝聚力,并且提高胶粘可靠性。
作为具有可交联官能团的丙烯酸类单体,可以列举含羟基单体和含羧基单体。例如,在使用异氰酸酯类交联剂的情况下,通过羟基与异氰酸酯基的反应而引入交联结构。在使用环氧类交联剂的情况下,通过羧基与环氧基的反应而引入交联结构。如后所述,从将粘合剂制成无酸粘合剂的观点出发,优选使用含羟基单体作为基础聚合物的共聚成分,并且利用异氰酸酯类交联剂引入交联结构。在基础聚合物含有含羟基单体作为单体成分的情况下,具有基础聚合物的交联性提高、并且高温高湿环境下的粘合剂的白色浑浊被抑制的倾向,能够得到透明性高的粘合剂。
作为含羟基单体,可以列举:(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂酯、丙烯酸(4-羟甲基环己基)甲酯等(甲基)丙烯酸酯。其中,从对提高胶粘力的贡献大、并且能够抑制高湿度环境下的粘合片的白色浑浊的观点出发,优选丙烯酸2-羟基乙酯(均聚物的Tg:-15℃)和丙烯酸4-羟基丁酯(均聚物的Tg:-32℃)。
相对于构成丙烯酸类基础聚合物的单体成分总量100重量份,含羟基单体的量优选为0.1重量份以上,更优选为0.5重量份以上,进一步优选为0.8重量份以上,也可以为1重量份以上、1.5重量份以上或2重量份以上。通过增加含羟基单体的量,交联剂的未反应官能团减少,因此,能够以少量的交联剂提高交联度,能够提高胶粘可靠性。
另一方面,在基础聚合物的含羟基单体的使用量过大的情况下,随着聚合物的极性增大,粘合片的亲水性和透湿性增大,在高温高湿下以与粘合片21接触的方式配置的偏振器11容易褪色。在粘合片的亲水性和透湿性高的情况下,来自外部环境的水分容易到达偏振器,由于水分而使得构成偏振器的聚合物链的取向紊乱、发生多碘离子从聚合物链的脱离,被认为这是偏振器的褪色的原因之一。相对于构成丙烯酸类基础聚合物的单体成分总量100重量份,含羟基单体的量优选为8重量份以下,更优选为7重量份以下,也可以为6重量份以下或5重量份以下。
丙烯酸类基础聚合物可以含有除上述以外的单体成分。丙烯酸类基础聚合物可以含有例如乙烯基酯单体、芳香族乙烯基单体、含环氧基单体、乙烯基醚单体等作为单体成分。
丙烯酸类基础聚合物可以含有含氮单体作为单体成分。作为含氮单体,可以列举:N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、乙烯基哌啶酮、乙烯基嘧啶、乙烯基哌嗪、乙烯基吡嗪、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基
Figure BDA0003166103480000071
唑、乙烯基吗啉、(甲基)丙烯酰基吗啉、N-乙烯基羧酸酰胺类、N-乙烯基己内酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈等。
通过丙烯酸类基础聚合物含有含氮单体作为单体成分,具有凝聚力提高、胶粘可靠性提高的倾向。另一方面,随着粘合剂中所含的基础聚合物中的含氮单体的使用量增大,以与粘合片21接触的方式配置的偏振器11容易褪色。氮原子容易与碘配位,因此,当粘合片的基础聚合物中所含的氮原子量增大时,固定于偏振器的聚合物链上的碘与粘合剂的氮原子配位,由此从聚合物链上脱离等,被认为这是偏振器的褪色的原因之一。相对于构成丙烯酸类基础聚合物的单体成分总量100重量份,含氮单体的量优选为5重量份以下,更优选为3重量份以下,也可以为1重量份以下、0.5重量份以下、0.1重量份以下或0.05重量份以下。丙烯酸类基础聚合物也可以不含有含氮单体作为单体成分。
当粘合片中所含的酸成分转移至偏振器时,会促进聚乙烯醇的水解,可能成为使偏振器劣化的原因。因此,粘合片21中,优选(甲基)丙烯酸等有机酸单体(游离的有机酸)的含量低。在热固化型或光固化型的聚合物中,未反应的残留单体的存在是不可避免的。因此,为了降低粘合片中的酸单体含量,优选减少构成基础聚合物的单体成分中的(甲基)丙烯酸等有机酸单体成分的量。相对于丙烯酸类基础聚合物的构成单体成分总量100重量份,含羧基单体的含量优选为1重量份以下,更优选为0.5重量份以下,进一步优选为0.1重量份以下。丙烯酸类基础聚合物优选不含有含羧基单体作为单体成分。
从抑制高温高湿环境下的偏振器11的褪色的观点出发,构成以与偏振器11接触的方式配置的粘合片21的基础聚合物优选极性低。为了降低基础聚合物的极性,优选作为构成单体成分的含氮单体、含羟基单体、含羧基单体等极性单体的含量少。相对于丙烯酸类基础聚合物的构成单体成分总量100重量份,极性单体的含量优选为12重量份以下,更优选为10重量份以下,进一步优选为8重量份以下,也可以为6重量份以下或5重量份以下。
丙烯酸类基础聚合物可以不含有极性单体作为构成单体成分。但是,从在基础聚合物中引入利用异氰酸酯类交联剂等热交联剂形成的交联结构的观点出发,优选含有0.1重量份以上的含羟基单体等极性单体。相对于丙烯酸类基础聚合物的构成单体成分总量100重量份,极性单体的含量更优选为0.5重量份以上,进一步优选为0.8重量份以上,也可以为1重量份以上、1.5重量份以上或2重量份以上。
从提高极性单体成分的含量少的丙烯酸类基础聚合物的凝聚力、提高胶粘可靠性的观点出发,丙烯酸类基础聚合物优选含有不含羟基、羧基和氮原子中的任一种且均聚物的玻璃化转变温度为10℃以上的高Tg单体作为构成单体成分。
作为不含极性基团的高Tg单体,可以列举:苯乙烯(Tg:80℃)、甲基丙烯酸甲酯(Tg:105℃)、丙烯酸环己酯(Tg:15℃)、甲基丙烯酸环己酯(Tg:66℃)、丙烯酸3,3,5-三甲基环己酯(Tg:52℃)、甲基丙烯酸四氢二聚环戊二烯基酯(Tg:175℃)、丙烯酸四氢二聚环戊二烯基酯(Tg:120℃)、丙烯酸二氢二聚环戊二烯基酯(Tg:120℃)、甲基丙烯酸异冰片酯(Tg:173℃)、丙烯酸异冰片酯(Tg:97℃)、甲基丙烯酸1-金刚烷基酯(Tg:250℃)、丙烯酸1-金刚烷基酯(Tg:153℃)等。这些高Tg单体中,从与后述的低Tg单体(丙烯酸低级烷基酯)的共聚性优良的观点出发,优选丙烯酸酯。另外,从丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯均能够显示出高Tg的观点出发,优选具有脂环式结构的(甲基)丙烯酸酯作为高Tg单体,其中,优选丙烯酸环己酯、丙烯酸四氢二聚环戊二烯基酯、丙烯酸二氢二聚环戊二烯基酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸1-金刚烷基酯等具有脂环式结构的丙烯酸酯。高Tg单体的均聚物的玻璃化转变温度可以为13℃以上或15℃以上。
从提高粘合片的胶粘可靠性的观点出发,相对于丙烯酸类基础聚合物的构成单体成分总量100重量份,不含极性基团的高Tg单体的含量优选为20重量份以上,更优选为25重量份以上,进一步优选为30重量份以上。另一方面,在高Tg单体的含量过大的情况下,有时基础聚合物的玻璃化转变温度变高,低温下的胶粘性、耐冲击性降低。因此,相对于丙烯酸类基础聚合物的构成单体成分总量100重量份,不含极性基团的高Tg单体的含量优选为75重量份以下,更优选为70重量份以下,也可以为65重量份以下、60重量份以下、55重量份以下或50重量份以下。
从兼顾粘合片的胶粘可靠性和低温下的胶粘性、耐冲击性的观点出发,丙烯酸类基础聚合物的玻璃化转变温度优选为-50℃~10℃,更优选为-45℃~5℃,进一步优选为-40℃~0℃。丙烯酸类基础聚合物的玻璃化转变温度可以基于理论Tg计算。理论Tg由基础聚合物的构成单体成分的均聚物的玻璃化转变温度Tgi和各单体成分的重量分数Wi利用下述Fox公式计算。
1/Tg=Σ(Wi/Tgi)
Tg为基础聚合物的玻璃化转变温度(单位:K),Wi为构成基础聚合物的单体成分i的重量分数(重量基准的共聚比例),Tgi为单体成分i的均聚物的玻璃化转变温度(单位:K)。作为均聚物的玻璃化转变温度,可以采用聚合物手册(Polymer Handbook)第3版(JohnWiley&Sons,Inc.,1989年)中记载的数值。上述文献中没有记载的单体的均聚物的Tg可以采用通过动态粘弹性测定得到的损耗角正切(tanδ)的峰顶温度。
为了将含有20重量份以上的高Tg单体作为单体成分的丙烯酸类基础聚合物的玻璃化转变温度调节到上述范围内,丙烯酸类基础聚合物优选含有均聚物的玻璃化转变温度为-40℃以下的低Tg单体作为单体成分。作为低Tg单体,可以列举:丙烯酸2-乙基己酯(Tg:-70℃)、丙烯酸正己酯(Tg:-65℃)、丙烯酸正辛酯(Tg:-65℃)、丙烯酸异壬酯(Tg:-60℃)、丙烯酸正壬酯(Tg:-58℃)、丙烯酸异辛酯(Tg:-58℃)、丙烯酸丁酯(Tg:-55℃)等丙烯酸链状烷基酯。其中,特别优选丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己酯。
相对于丙烯酸类基础聚合物的构成单体成分总量100重量份,均聚物的玻璃化转变温度为-40℃以下的(甲基)丙烯酸烷基酯的含量优选为20重量份~79重量份,更优选为25重量份~70重量份,也可以为30重量份~65重量份。
通过利用溶液聚合、乳液聚合、本体聚合等各种公知的方法将上述单体成分聚合而得到丙烯酸类基础聚合物。从粘合剂的胶粘力、保持力等特性的平衡、成本等观点出发,优选溶液聚合法作为聚合方法。作为溶液聚合的溶剂,通常使用乙酸乙酯、甲苯等。溶液浓度通常为约20重量%~约80重量%。作为聚合引发剂,优选使用偶氮类引发剂、过氧化物类引发剂、将过氧化物与还原剂组合而成的氧化还原型引发剂(例如,过硫酸盐与亚硫酸氢钠的组合、过氧化物与抗坏血酸钠的组合)等热聚合引发剂。聚合引发剂的使用量没有特别限制,例如,相对于形成基础聚合物的单体成分总量100重量份,聚合引发剂的使用量优选为约0.005重量份~约5重量份,更优选为约0.02重量份~约3重量份。
为了调节基础聚合物的分子量,可以使用链转移剂。链转移剂能够通过从生长聚合物链接受自由基而使聚合物的伸长停止,并且接受了自由基的链转移剂能够通过攻击单体而再次引发聚合。因此,通过使用链转移剂,能够在不降低反应体系中的自由基浓度的情况下抑制基础聚合物的分子量的增大。作为链转移剂,例如优选使用α-硫代甘油、十二烷基硫醇、缩水甘油基硫醇、巯基乙酸、2-巯基乙醇、硫代乙醇酸、硫代乙醇酸2-乙基己酯、2,3-二巯基-1-丙醇等硫醇类。
链转移剂的使用量没有特别限制,在链转移剂的使用量过大的情况下,有时基础聚合物的分子量降低,光固化前的粘合片的加工性和加工尺寸稳定性降低。因此,相对于构成基础聚合物的单体成分总量100重量份,链转移剂的使用量优选为1重量份以下,更优选为0.3重量份以下,进一步优选为0.15重量份以下,特别优选为0.1重量份以下。
丙烯酸类基础聚合物的重均分子量优选为10万~300万,更优选为25万~200万,进一步优选为50万~150万。需要说明的是,在丙烯酸类基础聚合物中引入交联结构的情况下,基础聚合物的分子量是指引入交联结构前的分子量。
<基础聚合物的交联结构>
丙烯酸类基础聚合物优选具有交联结构。作为向基础聚合物中引入交联结构的方法,通常可以列举:(1)聚合得到具有能够与交联剂反应的官能团的基础聚合物,然后添加交联剂,并使基础聚合物与交联剂反应的方法;和(2)通过使基础聚合物的聚合成分中含有可光聚合多官能化合物而在聚合物链中引入支链结构(交联结构)的方法;等。
在构成以与偏振器11接触的方式配置的粘合片21的粘合剂组合物中,丙烯酸类基础聚合物优选具有通过上述(1)的方法引入的交联结构。也可以为通过构成粘合片21的粘合剂组合物含有可光聚合多官能化合物和光聚合引发剂,并在将粘合片21与覆盖窗口70贴合后进行光固化,由此引入上述(2)的交联结构的基础聚合物。即,构成粘合片21的粘合剂组合物中,优选基础聚合物具有利用异氰酸酯类交联剂等(热)交联剂形成的交联结构,此外,基础聚合物也可以为能够通过光固化而引入利用可光聚合多官能化合物(光交联剂)形成的交联结构的基础聚合物。
<粘合剂组合物>
通过在丙烯酸类基础聚合物中混合交联剂、可光聚合多官能化合物、光聚合引发剂以及根据需要的低聚物、各种添加剂等而制备粘合剂组合物。粘合剂组合物优选具有适合涂布于基材上的粘度(例如,约0.5Pa·s~约20Pa·s)。通过调节基础聚合物的分子量、可光聚合多官能化合物的添加量、其它成分(例如低聚物)的组成、分子量、添加量等,能够将粘合剂组合物的粘度调节至适当的范围内。出于调节粘度等目的,可以使用增稠性添加剂等。
(紫外线吸收剂)
粘合片21优选具有紫外线吸收性。在偏振器的可视侧表面上设置有透明保护膜的偏振板中,通常透明保护膜具有紫外线吸收性,由此抑制了由从显示装置的外部入射的紫外线引起的偏振器的劣化。另一方面,在以与偏振器11的可视侧表面接触的方式配置粘合片21的结构中,由于在偏振器的可视侧未设置透明保护膜,因此优选使粘合片21具有紫外线吸收性,从而防止因紫外线引起的偏振器11的光劣化(例如,与多碘离子的结构变化(从I5 -向I3 -的变化)等相伴的偏振器的颜色变化)。
为了使粘合片21具有紫外线吸收性,粘合剂组合物优选含有紫外线吸收剂。作为紫外线吸收剂,可以列举:苯并三唑类紫外线吸收剂、二苯甲酮类紫外线吸收剂、三嗪类紫外线吸收剂、水杨酸酯类紫外线吸收剂、氰基丙烯酸酯类紫外线吸收剂等。从紫外线吸收性高、并且与丙烯酸类聚合物的相容性优良、容易得到高透明性的丙烯酸类粘合剂的观点出发,优选三嗪类紫外线吸收剂和苯并三唑类紫外线吸收剂,其中,优选含有羟基的三嗪类紫外线吸收剂和在一分子中具有一个苯并三唑骨架的苯并三唑类紫外线吸收剂。
作为紫外线吸收剂,可以使用市售品。作为三嗪类紫外线吸收剂的市售品,可以列举:2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-羟基苯基与[(烷氧基)甲基]环氧乙烷的反应产物(BASF公司制造的“TINUVIN 400”)、2-(2,4-二羟基苯基)-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪与缩水甘油酸(2-乙基己基)酯的反应产物(BASF公司制造的“TINUVIN 405”)、(2,4-双[2-羟基-4-丁氧基苯基]-6-(2,4-二丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪(BASF公司制造的“TINUVIN 460”)、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]-苯酚(BASF公司制造的“TINUVIN 577”)、2-(2-羟基-4-[1-辛氧基羰基乙氧基]苯基)-4,6-双(4-苯基苯基)-1,3,5-三嗪(BASF公司制造的“TINUVIN 479”)、5,5’-双(2-乙基己氧基)-2,2’-[6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基]二苯酚(BASF制造的“Tinosorb S”)、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[2-(2-乙基己酰氧基)乙氧基]-苯酚(ADEKA制造的“ADK STAB LA-46”)等。
作为苯并三唑类紫外线吸收剂的市售品,可以列举:2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯基乙基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚(BASF制造的“TINUVIN 928”)、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑(BASF制造的“TINUVIN PS”)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚(BASF制造的“TINUVIN 900”)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚(BASF制造的“TINUVIN 571”)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-对甲酚(BASF制造的“TINUVIN P”)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚(BASF制造的“TINUVIN 234”)、2-[5-氯-(2H)-苯并三唑-2-基]-4-甲基-6-(叔丁基)苯酚(BASF制造的“TINUVIN 326”)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚(BASF制造的“TINUVIN 328”)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚(BASF制造的“TINUVIN 329”)、苯丙酸与3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-(1,1-二甲基乙基)-4-羟基(C7-C9支链和直链烷基)的酯化合物(BASF制造的“TINUVIN 384-2”)、3-(3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯与聚乙二醇的反应产物(BASF制造的“TINUVIN 1130”)、3-(3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯与聚乙二醇300的反应产物(BASF制造的“TINUVIN 213”)、2-[2-羟基-3-(3,4,5,6-四氢邻苯二甲酰亚胺基甲基)-5-甲基苯基]苯并三唑(住友化学制造的“Sumisorb 250”)等。
在粘合剂组合物含有紫外线吸收剂的情况下,相对于100重量份的丙烯酸类基础聚合物,紫外线吸收剂的含量为约0.05重量份~约10重量份,优选为0.1重量份~5重量份,更优选为0.3重量份~3重量份。通过紫外线吸收剂的含量在上述范围内,能够抑制由紫外线吸收剂的渗出等引起的透明性的降低,并且能够使粘合片21具有紫外线屏蔽性,能够抑制因来自外部的紫外线引起的偏振器的光劣化。
(交联剂)
如上所述,丙烯酸类基础聚合物优选具有交联结构。通过在粘合剂组合物中添加交联剂,并根据需要进行加热,由此在基础聚合物中引入交联结构。为了与利用可光聚合多官能化合物引入的交联结构区別开,有时将利用异氰酸酯类交联剂等的交联记载为“热交联”,利用交联剂引入交联结构也可以不伴随加热。通过在丙烯酸类基础聚合物中引入热交联结构,具有粘合片的凝聚性提高、胶粘性提高的倾向。
作为交联剂,可以列举与基础聚合物中所含的羟基等官能团反应的化合物。作为交联剂的具体例,可以列举:异氰酸酯类交联剂、环氧类交联剂、
Figure BDA0003166103480000151
唑啉类交联剂、氮丙啶类交联剂、碳二亚胺类交联剂、金属螯合物类交联剂等。其中,从与基础聚合物的羟基的反应性高、容易引入交联结构的观点出发,优选异氰酸酯类交联剂。
作为异氰酸酯类交联剂,可以使用在一分子中具有两个以上异氰酸酯基的多异氰酸酯。作为异氰酸酯类交联剂,例如可以列举:亚丁基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等低级脂肪族多异氰酸酯类;亚环戊基二异氰酸酯、亚环己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等脂环族异氰酸酯类;2,4-甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯等芳香族异氰酸酯类;三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯三聚体加合物(例如,东曹制造的“Coronate L”)、三羟甲基丙烷/六亚甲基二异氰酸酯三聚体加合物(例如,东曹制造的“Coronate HL”)、苯二亚甲基二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加合物(例如,三井化学制造的“Takenate D110N”、六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯形式(例如,东曹制造的“Coronate HX”)等异氰酸酯加合物等。
通过调节交联剂的添加量,能够调节粘合剂的凝聚力、胶粘力。相对于100重量份的基础聚合物,交联剂的添加量优选为0.01重量份~1重量份,更优选为0.05重量份~0.7重量份,进一步优选为0.1重量份~0.5重量份。
(可光聚合多官能化合物)
为了使粘合片具有光固化性,优选粘合剂组合物含有可光聚合多官能化合物。可光聚合多官能化合物在一分子中具有两个以上可光聚合官能团。可光聚合官能团可以为可自由基聚合官能团、可阳离子聚合官能团和可阴离子聚合官能团中的任一种,从反应性优良的观点出发,优选具有不饱和双键(烯属不饱和基团)的可自由基聚合官能团。作为可光聚合多官能化合物,从与丙烯酸类基础聚合物的相容性高的观点出发,优选多官能(甲基)丙烯酸酯,从光自由基反应性高的观点出发,特别优选多官能丙烯酸酯。
作为多官能(甲基)丙烯酸酯,可以列举:己二醇二(甲基)丙烯酸酯、壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A环氧乙烷改性二(甲基)丙烯酸酯、双酚A环氧丙烷改性二(甲基)丙烯酸酯、烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯和丙三醇二(甲基)丙烯酸酯等二官能(甲基)丙烯酸酯;季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯和乙氧基化异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯等三官能(甲基)丙烯酸酯;双(三羟甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等四官能(甲基)丙烯酸酯;二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等和二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等五官能以上的(甲基)丙烯酸酯。
从提高光固化后的粘合片的胶粘可靠性的观点出发,可光聚合多官能化合物的分子量优选为1500以下,更优选为1000以下。多官能化合物的官能团当量(g/eq)优选为50~500,更优选为70~300,进一步优选为80~200。从显示出与基础聚合物适度的相容性的观点出发,可光聚合多官能化合物优选在常温下为液体。
相对于100重量份的丙烯酸类基础聚合物,粘合剂组合物中的可光聚合多官能化合物的含量优选为0.3重量份~15重量份,更优选为0.5重量份~10重量份,进一步优选为1重量份~5重量份。在可光聚合多官能化合物的含量少的情况下,具有光固化后的粘合片的胶粘可靠性不足的倾向。另一方面,在可光聚合多官能化合物的含量过大的情况下,光固化前的粘合片(粘合剂组合物)中的基础聚合物的比率减小,有时粘合片的加工性、加工尺寸稳定性降低。另外,在可光聚合多官能化合物的含量过大的情况下,有时光固化后的粘合片变硬,粘合片21的低温下的胶粘力、耐冲击性不足。
(光聚合引发剂)
含有可光聚合多官能化合物的光固化性的粘合剂组合物优选含有光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,可以列举:苯偶姻醚类光聚合引发剂、苯乙酮类光聚合引发剂、α-酮醇类光聚合引发剂、芳香族磺酰氯类光聚合引发剂、光活性肟类光聚合引发剂、苯偶姻类光聚合引发剂、苯偶酰类光聚合引发剂、二苯甲酮类光聚合引发剂、缩酮类光聚合引发剂、噻吨酮类光聚合引发剂、酰基氧化膦类光聚合引发剂等。相对于100重量份的基础聚合物,粘合剂组合物中的光聚合引发剂的含量优选为0.01重量份~5重量份,更优选为0.05重量份~3重量份。
(低聚物)
出于调节粘合片的胶粘力、调节粘度等目的,粘合剂组合物可以含有各种低聚物。作为低聚物,可以使用例如重均分子量为约1000~约30000的低聚物。作为低聚物,从与丙烯酸类基础聚合物的相容性优良的观点出发,优选丙烯酸类低聚物。
丙烯酸类低聚物含有(甲基)丙烯酸烷基酯作为主要的构成单体成分。其中,优选含有具有链状烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯((甲基)丙烯酸链状烷基酯)和具有脂环式烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯((甲基)丙烯酸脂环式烷基酯)作为构成单体成分的丙烯酸类低聚物。(甲基)丙烯酸链状烷基酯和(甲基)丙烯酸脂环式烷基酯的具体例子如在前文中作为丙烯酸类基础聚合物的构成单体所例示的那些。
丙烯酸类低聚物的玻璃化转变温度优选为20℃以上,更优选为50℃以上,进一步优选为80℃以上,特别优选为100℃以上。通过并用引入了交联结构的低Tg的基础聚合物和高Tg的丙烯酸类低聚物,具有粘合片的胶粘力提高的倾向。丙烯酸类低聚物的玻璃化转变温度的上限没有特别限制,通常为200℃以下,优选为180℃以下,更优选为160℃以下。丙烯酸类低聚物的玻璃化转变温度利用上述Fox公式计算。
在例示的(甲基)丙烯酸烷基酯中,作为(甲基)丙烯酸链状烷基酯,从玻璃化转变温度高、与基础聚合物的相容性优良的观点出发,优选甲基丙烯酸甲酯。作为(甲基)丙烯酸脂环式烷基酯,优选丙烯酸四氢二聚环戊二烯基酯、甲基丙烯酸四氢二聚环戊二烯基酯、丙烯酸环己酯和甲基丙烯酸环己酯。即,丙烯酸类低聚物优选为含有选自由丙烯酸四氢二聚环戊二烯基酯、甲基丙烯酸四氢二聚环戊二烯基酯、丙烯酸环己酯和甲基丙烯酸环己酯构成的组中的一种以上以及甲基丙烯酸甲酯作为构成单体成分的丙烯酸类低聚物。
相对于构成丙烯酸类低聚物的单体成分总量,(甲基)丙烯酸脂环式烷基酯的量优选为10重量%~90重量%,更优选为20重量%~80重量%,进一步优选为30重量%~70重量%。相对于构成丙烯酸类低聚物的单体成分总量,(甲基)丙烯酸链状烷基酯的量优选为10重量%~90重量%,更优选为20重量%~80重量%,进一步优选为30重量%~70重量%。
丙烯酸类低聚物的重均分子量优选为1000~30000,更优选为1500~10000,进一步优选为2000~8000。通过使用具有在该范围内的分子量的丙烯酸类低聚物,具有粘合片的胶粘力、胶粘保持力提高的倾向。
丙烯酸类低聚物通过利用各种聚合方法将上述单体成分聚合而得到。在丙烯酸类低聚物的聚合时,可以使用各种聚合引发剂。另外,出于调节分子量的目的,可以使用链转移剂。
在粘合剂组合物中含有丙烯酸类低聚物等低聚物成分的情况下,相对于100重量份的上述基础聚合物,低聚物的含量优选为0.1重量份~10重量份,更优选为0.2重量份~5重量份。在粘合剂组合物中的低聚物的含量在上述范围内的情况下,能够期待胶粘性的提高。
(硅烷偶联剂)
出于调节胶粘力等目的,在粘合剂组合物中可以添加硅烷偶联剂。在粘合剂组合物中添加硅烷偶联剂的情况下,相对于100重量份的基础聚合物,硅烷偶联剂的添加量通常为约0.01重量份~约5.0重量份,优选为约0.03重量份~约2.0重量份。
(抗氧化剂)
粘合剂组合物可以含有抗氧化剂。通过含有抗氧化剂,能够抑制因粘合剂组合物、粘合片的保存环境、使用环境中的热、光引起的固化性成分的反应、劣化。作为抗氧化剂,可以列举:胺类抗氧化剂、含硫抗氧化剂、含磷抗氧化剂、酚类抗氧化剂等。其中,优选胺类抗氧化剂和酚类抗氧化剂等作为自由基链抑制剂发挥作用的抗氧化剂,特别优选具有受阻酚结构的酚类抗氧化剂。
具有受阻酚结构的抗氧化剂为在与键合有酚羟基的芳香族环上的碳原子相邻的碳原子中的至少一个碳原子上键合有叔丁基等空间位阻大的基团的物质。作为具有受阻酚结构的抗氧化剂,可以列举:二丁基羟基甲苯(BHT)、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](BASF制造的“Irganox 1010”)、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯(BASF制造的“Irganox 1076”)、3,3’,3”,5,5’,5”-六叔丁基-a,a’,a”-(均三甲苯-2,4,6-三基)三对甲酚(BASF制造的“Irganox 1330”)、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮(BASF制造的“Irganox 3114”)、异氰脲酸三[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基乙基]酯(BASF制造的“Irganox 3125”)、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](ADEKA制造的“ADK STAB AO-60”)、3,9-双{2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基}-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷(ADEKA制造的“ADK STAB AO-80”)、丙烯酸2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯酯(住友化学制造的“Sumilizer GS”)、丙烯酸2-叔丁基-4-甲基-6-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苄基)苯酯(住友化学制造的“Sumilizer GM”)、2,2’-二甲基-2,2’-(2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷-3,9-二基)二丙烷-1,1’-二基=双[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯](住友化学制造的“Sumilizer GA-80”)、1,3,5-三(3-羟基-4-叔丁基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮(Cytec制造的“Cyanox1790”)等。
在粘合剂组合物含有抗氧化剂的情况下,从抑制不期望的固化反应、劣化的观点出发,相对于100重量份的丙烯酸类基础聚合物,抗氧化剂的含量优选为0.01重量份以上,更优选为0.05重量份以上,进一步优选为0.1重量份以上,也可以为0.3重量份以上或0.5重量份以上。另一方面,在抗氧化剂的含量过多的情况下,可能成为在将粘合片光固化时抑制固化的原因。因此,相对于100重量份的丙烯酸类基础聚合物,抗氧化剂的含量优选为10重量份以下,更优选为5重量份以下,进一步优选为3重量份以下。
(其它添加剂)
除了上述例示的各成分以外,粘合剂组合物还可以含有链转移剂、增粘剂、增塑剂、软化剂、防劣化剂、填充剂、着色剂、表面活性剂、防静电剂等添加剂。
[粘合片]
在基材上涂布粘合剂组合物,并根据需要干燥除去溶剂,由此在基材上形成粘合片。在粘合片的形成中,可以使用任意适当的基材。基材也可以是在树脂膜的表面上具备脱模层的脱模膜。
作为脱模膜的树脂材料,可以列举:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类树脂、乙酸酯类树脂、聚醚砜类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚烯烃类树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、聚氯乙烯类树脂、聚偏二氯乙烯类树脂、聚苯乙烯类树脂、聚乙烯醇类树脂、聚芳酯类树脂、聚苯硫醚类树脂等。其中,特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯类树脂。脱模膜的厚度优选为10μm~200μm,更优选为25μm~150μm。作为脱模层的材料,可以列举:聚硅氧烷类脱模剂、含氟脱模剂、长链烷基类脱模剂、脂肪酸酰胺类脱模剂等。脱模层的厚度通常为约10nm~约2000nm。
作为将粘合剂组合物涂布到基材上的方法,可以使用辊涂法、接触辊涂布法、凹版涂布法、逆向涂布法、辊刷法、喷涂法、浸入辊涂布法、刮棒涂布法、刮刀涂布法、气刀涂布法、幕涂法、模唇涂布法、口模式涂布机等各种方法。
在粘合剂组合物含有溶剂的情况下,优选在将粘合剂组合物涂布到基材上之后进行溶剂的干燥。作为干燥方法,可以根据目的适当采用合适的方法。加热干燥温度优选为40℃~200℃,进一步优选为50℃~180℃,特别优选为70℃~170℃。干燥时间可以适当采用合适的时间。干燥时间优选为5秒~20分钟,进一步优选为5秒~15分钟,特别优选为10秒~10分钟。
在使溶剂干燥后,为了保护粘合片的表面,优选设置覆盖片。作为覆盖片,与基材膜一样,优选使用在与粘合片的接触面上具备脱模层的脱模膜。
在基材上涂布粘合剂组合物之后,根据需要进行加热,从而在基础聚合物中引入交联结构。加热温度、加热时间根据所使用的交联剂的种类适当设定即可,通常加热温度在20℃~160℃的范围内,加热时间为约1分钟~约7天。用于使溶剂干燥的加热也可以兼作用于交联的加热。如前所述,交联结构的引入可以不必伴随有加热。
为了促进交联结构的形成,可以使用交联催化剂。例如,作为异氰酸酯类交联剂的交联催化剂,可以列举:钛酸四正丁酯、钛酸四异丙酯、乙酰丙酮合铁、丁基氧化锡、二月桂酸二辛基锡、二月桂酸二丁基锡等金属基交联催化剂(特别是锡基交联催化剂)等。
通过在粘合片的表面上贴合脱模膜而得到在两面上暂时粘贴有脱模膜的粘合片。也可以将形成粘合片时的基材、覆盖片直接用作脱模膜。
在粘合片的两面上设置脱模膜的情况下,一侧的脱模膜的厚度与另一侧的脱模膜的厚度可以相同也可以不同。从粘合片剥离暂时粘贴在一个面上的脱模膜时的剥离力与从粘合片剥离暂时粘贴在另一个面上的脱模膜时的剥离力可以相同也可以不同。
用于偏振器11与覆盖窗口70的贴合的粘合片21的厚度优选为30μm以上,更优选为40μm以上,进一步优选为50μm以上。通过增大粘合片21的厚度,具有耐冲击性变高的倾向。另外,在覆盖窗口70具有由装饰印刷产生的印刷高差的情况下,能够使粘合片21具有高差吸收性。粘合片21的厚度的上限没有特别限制,从粘合片的生产率等观点出发,优选为500μm以下,更优选为300μm以下,进一步优选为250μm以下。
粘合片21的总透光率优选为85%以上,更优选为90%以上。粘合片的雾度优选为1.5%以下,更优选为1%以下。
粘合片21的波长380nm的光的透射率优选为5%以下,更优选为4%以下,也可以为3%以下。通过提高粘合片21的紫外线屏蔽性,能够抑制因从外部入射的紫外线引起的偏振器11的黄变等光劣化。如上所述,通过使粘合剂组合物中含有紫外线吸收剂,能够在保持粘合片21的可见光的透明性的同时使其具有紫外线吸收性。
[偏振板]
<偏振器>
偏振板10包含偏振器11。偏振器11为含有碘的聚乙烯醇类膜。作为应用于偏振器的聚乙烯醇类膜的材料,可以使用聚乙烯醇或其衍生物。作为聚乙烯醇的衍生物,可以列举聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛等,除此以外,还可以列举利用乙烯、丙烯等烯烃、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等不饱和羧酸或其烷基酯、丙烯酰胺等改性后的物质。聚乙烯醇通常使用聚合度为约1000~约10000、皂化度为约80摩尔%~约100摩尔%的聚乙烯醇。
通过对聚乙烯醇类膜实施碘染色和拉伸处理而得到偏振器。偏振器的厚度优选为约1μm~约50μm。作为偏振器,也可以使用厚度为10μm以下的薄型偏振器。作为薄型偏振器,例如可以列举:日本特开昭51-069644号公报、日本特开2000-338329号公报、WO2010/100917号、日本专利第4691205号说明书、日本专利第4751481号说明书等中记载的偏振器。这样的薄型偏振器例如可以通过包含将聚乙烯醇类树脂层和拉伸用树脂基材以层叠体的状态进行拉伸的工序和进行碘染色的工序的制造方法得到。
<光学层>
在偏振器11的第一主面(可视侧的表面)上未设置光学层,如上所述,以与偏振器11接触的方式设置粘合片21。偏振板10可以仅由偏振器11构成,也可以在偏振器11的第二主面(图像显示单元60侧的表面)上配置有适合的光学层15。
光学层15可以是用于保护偏振器11的透明保护膜,也可以是具有以扩大视角等为目的的光学补偿层、用于与偏振器11一起构成圆偏振板的1/4波长板等的功能的光学层。光学层15也可以兼具作为透明保护膜的功能和作为相位差板的功能。
作为构成光学层15的材料,例如可以列举透明性、机械强度和热稳定性优良的树脂材料。作为这样的树脂材料的具体例,可以列举:三乙酰纤维素等纤维素类树脂、聚酯类树脂、聚醚砜类树脂、聚砜类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚烯烃类树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、环状聚烯烃类树脂(降冰片烯类树脂)、聚芳酯类树脂、聚苯乙烯类树脂、聚乙烯醇类树脂以及它们的混合物。光学层15也可以是液晶材料。例如,可以使用液晶分子沿规定方向取向的液晶层作为光学层15。
光学层15可以直接与偏振器11的第二主面接触,也可以通过适当的胶粘剂层贴合。光学层15可以是两层以上的层叠体。例如,光学层15可以是两层以上的膜的层叠体,也可以是在膜基材上设置有液晶层的层叠体,还可以是将两层以上的液晶层层叠而成的层叠体。光学层15可以包含用于使液晶分子沿规定方向取向的取向膜。
[带有粘合剂的偏振板]
粘合片21可以如图2所示以与偏振板10一体层叠而成的带有粘合剂的偏振板81的形式提供。在带有粘合剂的偏振板中,以与偏振器11的第一主面接触的方式配置有粘合片21。在图2中,在偏振器11的第二主面上设置有光学层15,但是,如上所述,偏振板10也可以在偏振器的第二主面上不具有光学层。
在偏振器11的第一主面上设置粘合片21的方法没有特别限制。可以将预先在基材上制作的粘合片21贴合在偏振器11上,也可以将偏振器11作为基材而形成粘合片21。
在带有粘合剂的偏振板81中,优选在粘合片21上以可剥离的方式粘贴脱模膜41。脱模膜具有在将粘合片21与覆盖窗口70贴合之前的期间保护粘合片21的露出面的功能。也可以将粘合片的形成(涂布)时所使用的基材直接用作粘合片21上的脱模膜41。
如图3所示,带有粘合剂的偏振板可以是在偏振板10的可视侧表面上具备与偏振器11接触的粘合片21、并且在偏振板的另一面上具备其它粘合片22的两面带有粘合剂的偏振板。优选在粘合片22上以可剥离的方式粘贴有脱模膜42。
在图3所示的带有粘合剂的偏振板81中,偏振板10在偏振器11的第二主面上具备光学层15,并且在光学层15上配置有粘合片22。也可以在偏振器11的第二主面上不隔着其它层而以与偏振器11接触的方式层叠有粘合片22。
如果使用这样在偏振板10的两面上预先设置有粘合剂层的两面带有粘合剂的偏振板,则在图像显示单元的表面上贴合偏振板后,能够省略在偏振板上设置另外的粘合片的工序,能够简化图像显示装置的制造工序。
粘合片22用于偏振板10与图像显示单元60的贴合。粘合片22的厚度优选为3μm~30μm,更优选为5μm~27μm,进一步优选为10μm~25μm。作为粘合片22,可以使用能够用于偏振板与图像显示单元的贴合的各种粘合剂。作为构成粘合片22的粘合剂,优选使用丙烯酸类粘合剂。
[图像显示装置]
如图1所示,图像显示装置100在偏振板10的可视侧具备通过粘合片21贴合的覆盖窗口70。在偏振板10的另一面上通过粘合片22贴合有液晶单元、有机电致发光单元等图像显示单元60。图像显示单元60可以是能够弯折的。
作为覆盖窗口70,可以使用具有适当的机械强度和厚度的透明板。作为这样的透明板,例如可以使用丙烯酸类树脂、聚碳酸酯类树脂等透明树脂板、或者玻璃板等。在图像显示单元60能够弯折的情况下,覆盖窗口70也可以是能够弯折的。覆盖窗口可以是将多张透明膜通过粘合剂或胶粘剂层叠而成的覆盖窗口,也可以具备触控面板传感器。作为触控面板传感器,可以使用电阻膜方式、静电电容方式、光学方式、超声波方式等任意方式的触控面板。
利用粘合片21进行的偏振板10与覆盖窗口70的贴合以及粘合片22与图像显示单元60的贴合的顺序没有特别限制。如上所述,可以使用在偏振板的表面上预先设置有粘合片的带有粘合剂的偏振板。
通过粘合片21将偏振板10与覆盖窗口70贴合后,为了除去贴合界面、印刷高差附近的气泡,可以进行脱泡。作为脱泡方法,可以采用加热、加压、减压等适当的方法。例如,可以在减压/加热下在抑制气泡混入的同时进行贴合,然后为了抑制延迟气泡等而通过蒸压处理等在加热的同时进行加压。
在粘合片21包含光固化性的粘合剂组合物的情况下,在偏振板10与覆盖窗口70的贴合后进行粘合剂组合物的光固化。通过光照射,进行可光聚合多官能化合物的聚合反应,与此相伴,粘合片的胶粘可靠性提高。
光固化时的照射光量只要在能够使粘合片光固化的范围内就没有特别限制,例如累积光量为约50mJ/cm2~约10000mJ/cm2。对粘合片21的光照射可以从偏振板10一侧和覆盖窗口70一侧中的任一侧进行,但是从防止因紫外线引起的偏振器11的劣化的观点出发,优选从覆盖窗口70一侧照射紫外线。如果粘合片21具有紫外线屏蔽性,即使在为了粘合片21的光固化而照射紫外线的情况下,大部分紫外线也被粘合片21吸收,因此能够减少对偏振器的紫外线照射量。
在图像显示装置100中,以与偏振器11的可视侧接触的方式配置的粘合片21具有如前文中所说明的组成。因此,即使在图像显示装置暴露于高温高湿环境中的情况下、长时间暴露于外部光的情况下,也能够抑制偏振器的褪色、黄变等劣化,并且偏振板10与覆盖窗口70的胶粘可靠性优良。
实施例
以下列举实施例和比较例对本发明更详细地进行说明,但本发明不受这些实施例限定。
[粘合片1~14的制作]
<基础聚合物的聚合>
将表1中所示比率的单体成分(合计100重量份)以及作为热聚合引发剂的偶氮二异丁腈(AIBN)与233重量份的乙酸乙酯一起投入到具备温度计、搅拌机、冷凝器和氮气引入管的反应容器内,在23℃的氮气气氛下搅拌1小时而进行氮气置换。然后,在56℃反应5小时,接着在70℃反应3小时,从而制备了丙烯酸类基础聚合物溶液。
在表1中,单体由以下简称来记载。
BA:丙烯酸丁酯
CHA:丙烯酸环己酯
IBXA:丙烯酸异冰片酯
DCPA:丙烯酸二氢二聚环戊二烯基酯
4HBA:丙烯酸4-羟基丁酯
NVP:N-乙烯基-2-吡咯烷酮
AM:丙烯酰胺
HEAA:羟乙基丙烯酰胺
<光固化性粘合剂组合物的制备>
在上述得到的丙烯酸类基础聚合物溶液中,相对于100重量份的基础聚合物,以表1中所示的量添加下述的后添加成分,然后均匀混合,从而制备了光固化性粘合剂组合物。
异氰酸酯类交联剂:苯二亚甲基二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加合物(三井化学制造的“Takenate D110N”)
多官能丙烯酸酯:二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)
硅烷偶联剂:3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业制造的“KBM-403”)
抗氧化剂:季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](BASF制造的“Irganox 1010”)
光聚合引发剂:2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(IGM Resins制造的“Omnirad 651”)
紫外线吸收剂:5,5’-双(2-乙基己氧基)-2,2’-[6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基]二苯酚(BASF制造的“Tinosorb S”)
<粘合片的制作>
在脱模膜(在单面设置有聚硅氧烷类脱模层的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)上涂布上述光固化性粘合剂组合物,在100℃加热3分钟而除去溶剂,然后在表面上贴合另一张脱模膜。将该层叠体在25℃的气氛下老化三天而进行交联,从而得到了在两面暂时粘贴有脱模膜的粘合片。
[粘合片A]
将作为单体成分的99重量份的丙烯酸丁酯和1重量份的丙烯酸4-羟基丁酯以及作为热聚合引发剂的0.2重量份的AIBN与233重量份的乙酸乙酯一起投入到具备温度计、搅拌机、冷凝器和氮气引入管的反应容器内,在23℃的氮气气氛下搅拌1小时而进行氮气置换。然后,在60℃反应5小时,从而得到了重均分子量(Mw)为110万的丙烯酸类基础聚合物的溶液。在该基础聚合物溶液中添加作为异氰酸酯类交联剂的0.8重量份的三羟甲基丙烷甲苯二异氰酸酯(日本聚氨酯工业制造的“Coronate L”)和0.1重量份的硅烷偶联剂(信越化学工业制造的“KBM403”),然后均匀混合,从而制备了粘合剂组合物溶液。
在脱模膜上以干燥后的厚度为20μm的方式涂布上述粘合剂组合物,在100℃干燥3分钟而除去溶剂,然后在表面上贴合另一张脱模膜。将该层叠体在50℃的气氛下老化两天而进行交联,从而得到了在两面暂时粘贴有脱模膜的粘合片A。
[粘合片1~14的评价]
<紫外线透射率>
将一侧的脱模膜从粘合片的表面剥离,将粘合片贴合于无碱玻璃板上,然后将另一侧的脱模膜剥离,从而制成测定用试样。利用紫外可见分光光度计测定透射率光谱,并读取波长380nm下的透射率。
<胶粘可靠性>
在无碱玻璃板上通过粘合片1~14贴合包含浸渗有碘的厚度25μm的拉伸聚乙烯醇膜的偏振器。在该偏振器上通过粘合片A贴合铝箔,然后从无碱玻璃板一侧利用金属卤化物灯(300mW/cm2)照射累积光量为3000mJ/cm2的紫外线而使粘合剂固化,从而制作了评价用试样。
将评价用试样在温度85℃、相对湿度85%的恒温恒湿槽内保持100小时而实施耐湿热试验。利用倍数为20倍的数字显微镜观察试验后的试样的10cm×10cm的范围,确认有无气泡。将未确认到直径20μm以上的气泡的试样判定为OK,将确认到一个以上的直径20μm以上的气泡的试样判定为NG。
<褪色性和耐候性>
在第一无碱玻璃板上通过粘合片A贴合包含浸渗有碘的厚度25μm的拉伸聚乙烯醇膜的偏振器。在该偏振器上通过粘合片1~14贴合第二无碱玻璃板,然后从第二无碱玻璃板一侧利用金属卤化物灯(300mW/cm2)照射累积光量为3000mJ/cm2的紫外线而使粘合剂固化,从而制作了评价用试样。
(耐湿热性)
将评价用试样在温度85℃、相对湿度85%的恒温恒湿槽内保持100小时而实施耐湿热试验。求出试验前的波长550nm下的透射率T0与试验后的波长550nm下的透射率T1之差ΔT=T1-T0
(耐候性)
将评价用试样以从第一无碱玻璃板一侧不入射光的方式安装于固定夹具上,使用紫外线褪色计(须贺试验机制造的“U48AU”)在温度40℃、相对湿度20%的环境中在辐射强度(300nm~700nm累积照度)为500±50W/m2的条件下从第二无碱玻璃板一侧照射100小时碳弧灯的光而实施耐候褪色试验。求出试验前的试样的透射光的b* 0与试验后的试样的透射光的b* 1之差Δb*=b* 1-b* 0。需要说明的是,b*是CIE1976色度空间的色度指数b*,将试样载置在背光源上进行测定。
将各粘合片的粘合剂的组成和评价结果示于表1中。
Figure BDA0003166103480000311
在使用了不含有紫外线吸收剂的组合物3的例子中,耐候试验后的试样的Δb*的升高大,偏振器发生了黄变。由组合物2与组合物3的对比可知,通过粘合片含有紫外线吸收剂,耐候性提高,能够抑制偏振器的黄变。
对于使用了在100重量份的构成基础聚合物的单体成分中含有8重量份的NVP的组合物7的试样而言,耐湿热试验前后的透射率变化ΔT大,耐湿热性不足。含有8重量份的AM的组合物8以及含有8重量份的HEAA的组合物9也同样。在组合物2、6、7的对比中,观察到NVP的量越少则ΔT越小的倾向。根据这些结果可知,通过减少构成基础聚合物的单体成分中的含氮原子单体的量,耐湿热性提高,能够抑制偏振器的褪色。
根据构成基础聚合物的单体成分中4HBA的量不同的组合物2、10、11、12的对比,观察到4HBA的量越少则ΔT越小的倾向。根据这些结果可知,通过减少构成基础聚合物的单体成分中的含羟基单体的量,耐湿热性提高,能够抑制偏振器的褪色。
与使用了构成基础聚合物的单体成分中的CHA的量为30重量份的组合物2的试样相比,使用了构成基础聚合物的单体成分中的CHA的量为15重量份的组合物1的试样的胶粘可靠性不足。使用增加了CHA的比例的组合物13、14的试样显示出充分的胶粘可靠性。另外,代替CHA而使用了IBXA的实施例4、使用了DCPA的实施例5也显示出了充分的胶粘可靠性。根据这些结果可知,通过提高基础聚合物的构成单体成分中的高Tg单体的比率,即使在含氮原子单体、含羟基单体的比率小的情况下,粘合片也示出优良的胶粘可靠性。

Claims (16)

1.一种粘合片,所述粘合片用于包含含有碘的聚乙烯醇类膜的偏振器与图像显示装置的覆盖窗口的贴合,并且所述粘合片以与所述偏振器接触的方式配置,其中,
所述粘合片包含含有丙烯酸类基础聚合物和紫外线吸收剂的粘合剂组合物。
2.如权利要求1所述的粘合片,其中,所述粘合片的波长380nm的光的透射率为5%以下。
3.如权利要求1或2所述的粘合片,其中,在所述丙烯酸类基础聚合物中,相对于单体成分的合计100重量份,含氮单体的量为5重量份以下。
4.如权利要求1或2所述的粘合片,其中,在所述丙烯酸类基础聚合物中,相对于单体成分的合计100重量份,含羟基单体的含量为0.1重量份~8重量份。
5.如权利要求1或2所述的粘合片,其中,在所述丙烯酸类基础聚合物中,相对于单体成分的合计100重量份,含羧基单体的含量为1重量份以下。
6.如权利要求1或2所述的粘合片,其中,在所述丙烯酸类基础聚合物中,相对于单体成分的合计100重量份,含有20重量份~75重量份的不含羟基、羧基和氮原子中的任一种且均聚物的玻璃化转变温度为10℃以上的高Tg单体。
7.如权利要求6所述的粘合片,其中,所述高Tg单体为具有脂环式结构的(甲基)丙烯酸酯。
8.如权利要求1或2所述的粘合片,其中,在所述丙烯酸类基础聚合物中,相对于单体成分的合计100重量份,含有20重量份~79重量份的均聚物的玻璃化转变温度为-40℃以下的(甲基)丙烯酸烷基酯。
9.如权利要求1或2所述的粘合片,其中,所述丙烯酸类基础聚合物具有利用热交联剂形成的交联结构。
10.如权利要求1或2所述的粘合片,其中,所述粘合剂组合物含有光聚合引发剂和在一分子中具有两个以上可光聚合官能团的可光聚合多官能化合物。
11.一种带有粘合剂的偏振板,所述带有粘合剂的偏振板具备:包含含有碘的聚乙烯醇类膜且具有第一主面和第二主面的偏振器;和以与所述偏振器的第一主面接触的方式配置的第一粘合片,其中,
所述第一粘合片为权利要求1~10中任一项所述的粘合片。
12.如权利要求11所述的带有粘合剂的偏振板,其中,在所述偏振器的第二主面侧还具备第二粘合片。
13.如权利要求12所述的带有粘合剂的偏振板,其中,所述第二粘合片以与所述偏振器的第二主面接触的方式层叠。
14.如权利要求12所述的带有粘合剂的偏振板,其中,所述第二粘合片隔着其它层层叠在所述偏振器的第二主面上。
15.一种图像显示装置,所述图像显示装置在图像显示单元的表面上依次具备第二粘合片、包含含有碘的聚乙烯醇类膜的偏振器、第一粘合片和覆盖窗口,其中,
所述第一粘合片为权利要求1~10中任一项所述的粘合片,并且所述第一粘合片以与所述偏振器接触的方式配置。
16.一种图像显示装置的制造方法,其中,
所述图像显示装置在图像显示单元的表面上依次具备第二粘合片、包含含有碘的聚乙烯醇类膜的偏振器、与所述偏振器接触的第一粘合片和覆盖窗口,
所述第一粘合片为权利要求10所述的粘合片,
通过所述第一粘合片将所述偏振器与所述覆盖窗口贴合,然后从所述覆盖窗口侧照射活性光线,从而使所述粘合剂组合物光固化。
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